Bài giảng Cơ kỹ thuật

BÀI GiẢNG CƠ KỸ THUẬT Giảng viên: DƯ VĂN RÊ PHẦN I SỨC BỀN VẬT LiỆU MỤC ĐÍCH - YÊU CẦU I. MỤC ĐÍCH: - Tác dụng của lực lên chi tiết. - Quan hệ giữa lực và biến dạng. - Giải quyết bài toán bền cho chi tiết chịu lực. II. YÊU CẤU: - Dự giờ và ghi chép đầy đủ. - Tham khảo tài liệu. - Thực hiện tất cả bài tập. III. TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Sức bền vật liệu. - Cơ kỹ thuật. KHÁI NiỆM CƠ BẢN I. NỘI LỰC, NGOẠI LỰC, ỨNG SUẤT 1. Ngoại lực: 2. Nội lực: 3. Ứng suất: II. CÁC TRẠNG THÁI CHỊU LỰC CỦA VẬT LiỆU. 1. Vật liệu chịu kéo. 2. Vật liệu chịu nén. 3. Vật liệu chịu uốn. 4. Vật liệu chịu xoắn. 5. Vật liệu chịu cắt. NGOẠI LỰC Ngoại lực có thể là: + Trọng lượng của vật nặng. + Lực lò xo. + Áp suất của lưu chất. + Áp suất do dãn nở nhiệt. . . . . . . Ngoại lực là lực tác động lên vật thể từ những yếu tố bên ngoài xung quanh vật thể. +Lực tập trung. +Lực phân bố. NỘI LỰC Nội lực là lực liên kết giữa các phần tử vật liệu để chống lại sự biến dạng do ngoại lực tác dụng. Vật liệu đẳng hướng thì nội lực theo các phương đều như nhau. Vật liệu không đẳng hướng thì nội lực theo các phương không bắng nhau. ỨNG SUẤT Ứng suất là nội lực trên một đơn vị diện tích chịu lực của vật liệu. Ta có các dạng ứng suất cơ bản: + Ứng suất kéo. + Ứng suất nén. + Ứng suất uốn. + Ứng suất xoắn. VẬT LiỆU CHỊU KÉO VẬT LiỆU CHỊU KÉO Ứng suất kéo cho phép của một số vật liệu: [σk] Thép thường CT3 37 – 47 Kg/mm2 Gang xám 15 – 36 Kg/mm2 Đồng thau 26 – 33 Kg/mm2 Nhôm dẽo 15 – 40 Kg/mm2 Nhôm đúc 15 – 30 Kg/mm2 Nhựa PVC 550 Kg/cm2 Phíp 500 – 600 Kg/cm2 Gỗ nhóm V (dọc thớ) 450 – 690 daN/cm2 VẬT LiỆU CHỊU NÉN VẬT LiỆU CHỊU NÉN Ứng suất nén cho phép của một số vật liệu: [σn] VẬT LiỆU CHỊU UỐN VẬT LiỆU CHỊU UỐN Ứng suất uốn cho phép của một số vật liệu: [σu] VẬT LiỆU CHỊU XOẮN VẬT LiỆU CHỊU XOẮN Ứng suất xoắn cho phép của một số vật liệu: Gỗ nhóm V 1 – 1,8 daN/cm2 VẬT LiỆU CHỊU CẮT VẬT LiỆU CHỊU CẮT Ứng suất cắt cho phép của một số vật liệu: [حc] CÁC BÀI TOÁN CƠ BẢN TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN. I. BÀI TOÁN THIẾT KẾ. II. BÀI TOÁN KiỂM TRA. BÀI TOÁN THIẾT KẾ 1. CHI TiẾT CHỊU KÉO – NÉN. 2. CHI TiẾT CHỊU UỐN. 3. CHI TiẾT CHỊU XOẮN. 4. CHI TiẾT CHỊU CẮT. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN 1. Xác định sơ đồ tải trọng ( lực). 2. Giải phóng liên kết, xác định phản lực. 3. Xác định biểu đồ nội lực. 4. Tính toán các mặt cắt nguy hiểm. ( Xác định thông số mặt cắt chi tiết) BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHI TiẾT CHỊU KÉO – NÉN. Chi tiết chịu kéo: σK = Pk / S ≤ [σK ] ( N/mm2 ) Chi tiết chịu nén: σn = Pn / S ≤ [σn ] ( N/mm2 ) Trong đó: S : diện tích tiết diện cắt ngang của chi tiết. [σK ], [σn ]: Ứng suất kéo, Ứng suất nén cho phép của vật liệu. S ≥ P/ [σ ] (mm2) Từ đó ta xác định kích thước mặt cắt của chi tiết. BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHI TiẾT CHỊU UỐN. σu = M / Wu ≤ [σu ] ( N/mm2) Trong đó: M: Monent uốn tại mặt cắt tính toán. Wu: Moment chống uốn của chi tiết. [σu ]: Ứng suất uốn cho phép của vật liệu. Wu ≥ M /[σu ] ( mm3) Từ đó ta xác định kích thước mặt cắt của chi tiết. BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHI TiẾT CHỊU XOẮN. ح= Mx / Wx ≤ [ح ] (N/mm2) Trong đó: Mx: Monent xoắn tại mặt cắt tính toán. Wx: Moment chống xoắn của chi tiết. [ح]: Ứng suất xoắn cho phép của vật liệu. Wx ≥ Mx / [ح ] ( mm4) Từ đó ta xác định kích thước mặt cắt của chi tiết. BÀI TOÁN THIẾT KẾ CHI TiẾT CHỊU CẮT. C حc = P / S ≤ [حc ] ( N/mm2) Trong đó: S: diện tích tiết diện cắt ngang của chi tiết. [حc ]: Ứng suất cắt cho phép của vật liệu. S ≥ P/[حc ] ( mm2) Từ đó ta xác định kích thước mặt cắt của chi tiết. BÀI TOÁN KiỂM TRA 1. CHI TiẾT CHỊU KÉO – NÉN. 2. CHI TiẾT CHỊU UỐN. 3. CHI TiẾT CHỊU XOẮN. 4. CHI TiẾT CHỊU CẮT. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN 1. Xác định sơ đồ tải trọng ( lực). 2. Giải phóng liên kết, xác định phản lực. 3. Xác định biểu đồ nội lực. 4. Tính toán các mặt cắt nguy hiểm. ( So sánh dữ liệu đã có so với tính toán) BÀI TOÁN KiỂM TRA CHI TiẾT CHỊU KÉO – NÉN. Chi tiết chịu kéo: σK = Pk / S ≤ [σK ] Chi tiết chịu nén: σn = Pn / S ≤ [σn ] Trong đó: S : diện tích tiết diện cắt ngang của chi tiết. [σK ], [σn ]: Ứng suất kéo, Ứng suất nén cho phép của vật liệu. S ≥ P / [σ ] (mm2) Từ đó ta xác định kích thước mặt cắt cần thiết, so sánh với kích thước cần kiểm tra. BÀI TOÁN KiỂM TRA CHI TiẾT CHỊU UỐN. σu = M / Wu ≤ [σu ] Trong đó: M: Monent uốn tại mặt cắt tính toán. Wu: Moment chống uốn của chi tiết. [σu ]: Ứng suất uốn cho phép của vật liệu. Wu ≥ M/[σu ] ( mm3) Từ đó ta xác định kích thước mặt cắt cần thiết, so sánh với kích thước cần kiểm tra. BÀI TOÁN KiỂM TRA CHI TiẾT CHỊU XOẮN. ح = Mx / Wx ≤ [ح ] Trong đó: Mx: Monent xoắn tại mặt cắt tính toán. Wx: Moment chống xoắn của chi tiết. [ح]: Ứng suất xoắn cho phép của vật liệu. Wx ≥ Mx /[ح ] ( mm4) Từ đó ta xác định kích thước mặt cắt cần thiết, so sánh với kích thước cần kiểm tra. BÀI TOÁN KiỂM TRA CHI TiẾT CHỊU CẮT. C حc = P / S ≤ [حc ] Trong đó: S: diện tích tiết diện cắt ngang của chi tiết. [حc ]: Ứng suất cắt cho phép của vật liệu. S ≥ P/ [حc ] ( mm2) Từ đó ta xác định kích thước mặt cắt cần thiết, so sánh với kích thước cần kiểm tra. HẾT PHẦN SỨC BỀN VẬT LiỆU